As ligas γ-TiAl são atraentes para diversos segmentos industriais, tais como aeronáutico, aeroespacial e automobilístico, visto a sua combinação única de propriedades mecânicas aliadas a sua baixa densidade, alto ponto de fusão (1400 - 1500 °C), boa resistência à oxidação e à fluência, dentre outros. Contudo, apresentam como limitadores de aplicação uma baixa ductilidade à temperatura ambiente e insuficiente resistência à oxidação quando submetida às temperaturas superiores a 800 °C. Portanto, diversos elementos de liga têm sido adicionados à liga γ-TiAl com o intuito de melhorar estas propriedades. Diante disto, o objetivo deste trabalho é caracterizar a microestrutura e o comportamento em oxidação em temperaturas elevadas das ligas γ-TiAl: Ti-48Al-2Nb-2Cr-0,5B (% at.) e Ti-44Al-4Nb-1Mo-0,5B (% at.). Os lingotes foram fundidos em um forno a arco elétrico sob atmosfera de argônio e a partir deles foi realizada a caracterização microestrutural por meio de difração de raios X, microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. As análises permitiram identificar em ambas as ligas as fases γ-TiAl (matriz), α2-Ti3Al e β (B2). A microestrutura ao longo da seção transversal das ligas apresentou-se heterogênea, com grãos equiaxiais e uma estrutura lamelar na região central do lingote. Outro fato a ser evidenciado é a presença de regiões dendríticas em ambas as ligas, sendo que na liga Ti-48Al-2Nb-2Cr-0,5B(% at.) também foram observadas colônias de fragmentos dendríticos. O ensaio termogravimétrico foi realizado sob 1000 °C, ao ar por 7 h, e a partir dele observou-se que a resistência à oxidação de ambas as ligas apresentaram baixo ganho de massa quando submetidas a temperaturas inferiores a 850 °C, entretanto, a 1000 °C o comportamento das curvas evidencia que a liga Ti-48Al-2Nb-2Cr-0,5B(% at.) possui uma melhor resistência a oxidação do que Ti-44Al-4Nb-1Mo-0,5B (% at.) nesta temperatura. / γ-TiAl alloys are attractive to a number of industrial segments such as aeronautics, aerospace and automotive, since their unique combination of mechanical properties combined with their low density, high melting point (1400 - 1500 ° C), good oxidation and creep resistance, and others. However, they have as application limiters a low ductility at room temperature and insufficient oxidation resistance when exposed to temperatures exceeding 800 °C. Several alloying elements have been added to the γ-TiAl alloy in order to improve these properties. Therefore, the objective of this study is to characterize the microstructure and oxidation behavior at high temperatures of two γ-TiAl alloys: Ti-48Al-2Nb-2Cr-0.5B (wt.%) and Ti-44Al-4Nb-1Mo-0.5B (wt.%). The ingots were melt in an electric arc furnace under an argon atmosphere and then, the microstructural characterization was carried out by diffraction X-ray, optical microscopy (OM) and scanning (SEM). By the analyzes was possible to identify the phases γ-TiAl (matrix), α2-Ti3Al and β (B2) in both alloys. The microstructure along the cross section of the alloys was heterogeneous showing equiaxial grains, and dendritic regions in both alloys. In the Ti-48Al-2Nb-2Cr-0.5B (wt.%) alloy colonies of dendritic fragments were also observed. The thermogravimetric test was performed under 1000 °C in air for 7 h. As result it it was observed that the oxidation resistance of both alloys showed low mass gain when the temperature was up to 850 °C, however, at 1000 °C the curves\' behavior evidence that the Ti-48Al-2Nb-2Cr-0.5B (wt.%) alloy has a better oxidation resistance than Ti-44Al-4Nb-1Mo-0.5B (wt.%) at this temperature.

Por décadas foram desenvolvidos diferentes estudos e pesquisas dirigidas ao desenvolvimento dos aços de ultra-alta resistência. Cientistas, metalurgistas e diversas indústrias trabalharam durante anos tentando obter os melhores resultados e atingir propriedades ideais para este tipo de material. Embora grandes avanços na fabricação destes tipos de materiais foram atingidos, só a partir do trabalho conjunto entre as diferentes áreas foi obtida a melhor relação de características, alta resistência mecânica, boa ductilidade e elevada tenacidade á fratura. Os maiores progressos no desenvolvimento dos aços de ultra-alta resistência surgiram dos primeiros estudos que correlacionaram a análise microestrutural com as propriedades mecânicas. Estes estudos possibilitaram o desenvolvimento de técnicas para o controle do tamanho de grão austenítico por meio da dispersão de partículas de segunda fase, incorporando pequenas quantidades de elementos de liga tais como nióbio, vanádio e titânio foi possível refinar o tamanho do grão para este tipo de aços. O aço de alta resistência e baixa liga 300M, produzido e fabricado pela empresa brasileira Villares Metals. S.A. é amplamente utilizado em estruturas de aeronaves de alto compromisso mecânico como o trem de pouso. Esta estrutura da aeronave encarregada de absorver a energia cinética produzida pelo impacto está projetada para amortecer a energia gerada pela queda livre do peso total da aeronave desde uma altura aproximada de 80 cm. Por exemplo considerando o peso máximo de decolagem de uma aeronave tipo Airbus A380 (575 Toneladas) uma das maiores no mercado, pode-se observar que o carregamento aplicado sobre a estrutura do trem de pouso é bastante elevada, além do impacto o trem de pouso diminui a velocidade da aeronave o que incrementa ainda mais os esforços aplicados. Todos esses fatores condicionam a necessidade de utilizar materiais de alta tecnologia, com características mecânicas especificas para este tipo de projeto, por isso a fim de avaliar e determinar as propriedades mecânicas do aço 300M foi desenvolvido um estudo no Núcleo de Ensaios Mecânicos e Analise de Falha (NEMAF). Os ensaios de tração, e dureza realizados inicialmente no material, confirmaram a excelente relação das propriedades mecânicas para este tipo de aço, alta resistência mecânica (2010 MPa) dureza (53HRC) e boa ductilidade (10% AL). Em termos microestruturais observou-se uma estrutura martensítica em pacotes de ripas de forma acicular, com uma pequena quantidade de austenita retida. Com a segunda parte do projeto determinaram-se parâmetros como o limite de vida em fadiga por meio do método estatístico da escada (955 MPa), a tenacidade á fratura do material ou KIC (~65-67 MPa&#8730m), as constantes da equação de Paris (C e m) utilizadas para determinar a propagação da trinca por fadiga e finalmente o valor de &#916Kth (~3,25-3,75 MPa&#8730?m), parâmetros conseguidos empiricamente. Para avaliar os resultados obtidos, foi realizada uma comparação quantitativa e qualitativa com aços da mesma categoria e com referencias bibliográficas do material de estudo. Em termos gerais o aço 300M fabricado pela indústria brasileira, atinge os padrões de qualidade esperados para um aço da categoria, a relação resistência-ductilidade presentada pelo material é excelente, comprovaram-se características como a temperabilidade, homogeneidade da microestrutura e do tamanho do grão, porem algumas das propriedades como o KIC do material, foram inferiores aos encontrados em materiais com características mecânicas semelhantes como o aço Aermet 100. / For decades scientists have developed different studies and research aimed at the development of ultra-high strength steels. Scientists, metallurgists and various industries have worked for years trying to get the best results and achieve optimum properties for this type of material. Although major advances in the manufacture of these types of materials have been reached only from the joint work between different areas it was obtained the best value characteristics, high mechanical strength, good ductility and high fracture toughness. The greatest progress in the development of ultra-high strength steels have emerged from the earliest studies that correlated microstructural analysis with mechanical properties. These studies allowed the development of techniques for controlling the austenitic grain size through the dispersion of second phase particles, incorporating small amounts of alloying elements such as niobium, vanadium and titanium was possible to refine the grain size for this type of steels. High strength and low alloy 300M steel, produced and manufactured by Brazilian company Villares Metals. S.A. is widely used in aircraft structures with high mechanical commitment such as the landing gear. This structure of the aircraft is in charge of absorbing the kinetic energy produced by the impact; it is designed to absorb the energy generated by the free fall of the total weight of the aircraft from a height of approximately 80 cm. For example considering the maximum takeoff weight of an aircraft type Airbus A380 (575 Tons) one of the largest airplane in the world, it can be seen that the applied load on the landing gear structure is very high, and the impact structure is going to decrease the aircraft velocity, which further increases the efforts applied. All these factors aim to use high-tech materials with specific mechanical characteristics for this type of project, so in order to assess and determine the mechanical properties of the steel 300M was developed a study in Mechanical Testing Center and Analysis of Failure (NEMAF). Tensile and hardness tests initially held in the material, confirmed the excellent relationship of mechanical properties for this type of steel, high strength (2010 MPa) Hardness (53HRC) and good ductility (10% AL). In accordance, microstructure was observed a lath martensitic structure, with a small amount of retained austenite. In the second part of the project were determined parameters as the fatigue limit, using the stair case method (955 MPa), the fracture toughness or KIC (~ 65-67 MPa&#8730m), the constants (C and m) from Paris equation used for determining the fatigue crack growth, finally the value of &#916Kth (~ 3.25-3.75 MPa&#8730m) parameters obtained empirically. To evaluate the results, a quantitative and qualitative comparison with steels of the same category and bibliography was performed. 300M steel manufactured by Brazilian industry, meets the quality standards expected for steel category, the relationship strength-ductility established for the material is excellent, proven to features such as hardenability, microstructure homogeneity and grain size, however some of the properties as KIC material were lower than those found in materials with mechanical properties similar as Aermet 100 steel.

A torta de mamona é um resíduo gerado da extração de óleo da mamona, que tem potencial para matéria prima para a produção de filmes biodegradáveis. Filmes a base de proteínas têm limitações mecânica. Assim, as propriedades físicas destes materiais biodegradáveis podem ser melhoradas com o uso de agentes químicos, como reticulantes, e de fibras vegetais, como material de reforço. Neste sentido, o objetivo geral desta dissertação foi o desenvolvimento de filmes biodegradáveis à base de proteína extraída da torta da mamona, modificada com glioxal, e reforçados com fibras da polpa de celulose, para emprego na agricultura. Os objetivos específicos foram a avaliação das fibras de celulose em relação ao ganho de umidade, microscopia e estrutura química, e a avaliação do efeito da concentração de fibras sobre as propriedades mecânicas (tração e perfuração), cor, opacidade, brilho, umidade, solubilidade, permeabilidade ao vapor de água, microestrutura, propriedades térmicas, e estrutura química através de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier. As proteínas foram extraídas da torta de mamona em um reator com controle digital de temperatura (50 ºC), de pH (12, com NaOH) e de agitação (400 rpm), com capacidade para 5 Litros. As fibras de celulose foram dispersas em água com agitador de alta rotação. Os filmes foram preparados por desidratação de soluções formadoras de filmes (SFF) com 6g de proteína/100 g de SFF, 5g glioxal/100g de proteína, 30 g de glicerol/100 g de proteína e 0; 2,5; 5; 7,5; 10 e 12,5g de fibras/100 g de proteína. A adição de fibras não mostrou efeito sobre a espessura, umidade, solubilidade em água e permeabilidade ao vapor de água dos filmes. Entretanto, as propriedades mecânicas do material melhoraram em função da concentração de fibras. O acréscimo de fibra provocou aumento na força de perfuração, tensão na ruptura e módulo de elasticidade e diminuição na deformação dos filmes. A adição de fibras também exerceu efeito sobre a cor, opacidade e brilho dos compósitos. Os resultados das análises por microscopia eletrônica de varredura permitiu verificar que as fibras de celulose estavam bem dispersas na matriz do filme, explicando seu efeito sobre as propriedades mecânicas dos filmes. E, as análises por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier corroboraram com esses resultados. O reforço com fibras mostrou-se eficiente e uma excelente alternativa para a produção de filmes a base de biopolímeros. / Castor bean (Ricinus communis L.) cake is a by product of the extraction process of castor oil, which has potential for biodegradable films production. Proteins-based films have mechanical limitations; however it physical properties can be improved with the use of chemical agents, as cross linker, and of vegetal fibers, as reinforcement load. Therefore, the aim of this work was the development of films based on proteins extracted from castor bean (Ricinus communis L.) cake crosslinked with glyoxal and reinforced with cellulose pulp fibers, to be used in agriculture. More specifically, the objectives of this work were the evaluation of cellulose fibers, moisture gain, microstructure and chemical structure, and the evaluation of the effect of fiber content on thickness, moisture content, mechanical properties (by tensile and puncture tests), color, opacity, gloss, solubility in water, water vapor permeability, color, opacity, gloss, microstructure by scanning electron microscopy, and chemical structure by Fourier transform infrared spectroscopy. Proteins were extracted from castor beans cake in a reactor with digital temperature control (50ºC), pH (12, with NaOH) and agitation (400 rpm) with 5L capacity. Cellulose fibers were dispersed in water using a high shear stirrer. Films were prepared by dehydration of film-forming solutions (FFS) with 6g protein/100g FFS, 5g glyoxal/100g protein, 30g glycerol/100g protein and 0; 2.5; 5; 7.5; 10 and 12.5g cellulose fibers/100g protein. Fibers content had no effect on thickness, moisture content, solubility in water and water vapor permeability of films. Nevertheless, the mechanical properties of films were improved as a function of fiber concentration. The increasing in fibers concentration increased puncture force, tensile strength and elastic modulus and decreased films deformation. The addition of fibers also had an effect on color, opacity and gloss of composites. The results of scanning electron microscopy showed that cellulose fibers were well dispersed in the film matrix, explaining their effect on mechanical properties of films. Additionally, analysis by Fourier transform infrared spectroscopy corroborated with these results. Fiber reinforcement was effective and seems to be a great alternative for the production of films based on biopolymers.

Este trabalho avalia a utilização de fibras e cinzas de bagaço de cana-de-açúcar em compósitos cimentícios extrudados. Visa o estudo da potencialidade do emprego da fibra e cinza do bagaço da cana-de-açúcar na construção civil, o aproveitamento deste produto em matrizes cimentícias representa uma alternativa para diminuição de gastos com locais para deposição do resíduo evitando a degradação do meio ambiente. A cinza de bagaço de cana-de-açúcar apresenta características pozolânicas, além de garantir uma redução do consumo de cimento. Fibras de bagaço de cana-de-açúcar (FBC) foram classificadas por peneiramento, lavadas em água fervente para reduzir o açúcar residual e foi tratado quimicamente com silicato de sódio e sulfato de alumino com finalidade de proteger as fibras contra a agressão do meio alcalino proporcionado pelo cimento, imobilizar a matéria orgânica e reduzir a absorção de água, diminuindo as variações dimensionais e proporcionar melhor qualidade no compósito, tais como durabilidade e evitar o ataque de microorganismo. As cinzas de bagaço de cana-de-açúcar (CBC) foram queimadas com temperatura e tempo controlado para ter um ótimo grau de amorficidade e conseqüentemente maior reatividade. A moagem também foi efetuada a fim de melhorar a reatividade da cinza. Foi realizada uma série de ensaios de caracterização da CBC. A atividade pozolânica foi averiguada por ensaio condutividade elétrica. O desempenho mecânico e físico e na microestrutura dos compósitos de fibrocimento foram avaliados. Os compósitos foram avaliados antes e após ciclos de envelhecimento acelerado. A extrusão foi utilizada na produção de compósitos cimentícios com geometrias diferenciadas e na produção em pequena escala. Os resultados apresentaram que a fervura da FBC reduziu o açúcar residual e o tratamento químico mineralizou as FBC. As CBC apresentaram valores de sílica elevada. Foram produzidos placas com níveis de reforço entre 0,5% e 5,0% de FBC. Compósitos extrudados com 5% de reforço de FBC com 28 dias de cura apresentaram melhores resultados em tenacidade (TE), devido à maior introdução de FBC no compósito, mas não apresentou diferença entre o tratamento químico. Compósitos extrudados com 5% de reforço de FBC tratada após 200 ciclos de envelhecimento apresentaram maior absorção de água (AA) e porosidade aparente (PA). Esse fato se deve a explicado com a maior hidratação do cimento que ocasionou mineralização drástica da FBC e descolagem da fibra na interface fibra e matriz. Compósito extrudado com 5% de FBC tratada com 28 dias e após 200 ciclos com substituição de cimento por 30% de CBC apresentaram diminuição de módulo de ruptura (MOR) e maior absorção de água (AA). A substituição da matriz (agregado) e a maior relação água/cimento da mistura influenciaram neste resultado. Os resultados indicaram que os compósitos extrudados com reforço de fibra de bagaço de cana e 30% de cinza de bagaço de cana, em substituição ao cimento Portland, podem ser utilizados para produzir elementos construtivos. / This study evaluates the use of fibre and ash from sugarcane bagasse in extruded cementitious composites. Aims at studying the potentiality of using fibre and ash from sugarcane bagasse in construction, the use of this product in cementitious matrices represents an alternative to reduce expenses with the waste disposal sites for avoiding environmental degradation. The bagasse ash cane sugar has pozzolanic characteristics and ensures a reduction in cement consumption. Fibres from sugarcane bagasse (FSB) were classified by sieving, washed in boiling water to reduce the residual sugar and has been chemically treated with sodium silicate and aluminum sulphate in order to protect the fibres against the aggression of alkaline provided by the cement, immobilize the organic material and reduce the water absorption, reducing size variations and provide better quality in the composite, such as durability and prevent the attack of microorganisms. The ashes of sugarcane bagasse (ASB) were burned with controlled temperature and time to have a great degree of amorphicity and consequently higher reactivity. The grinding was also performed to improve the reactivity of the ash. We performed a series of tests to characterize the ASB. The pozzolanic activity was determined by electrical conductivity test. The mechanical and physical performance and microstructure of cement composites were evaluated. The composites were evaluated before and after ageing accelerated cycles. Extrusion was used in the production of cementitious composites with different geometries and small scale production. The results showed that boiling FSB reduced the residual sugar and chemically treated to mineralized FSB. The ASB had high amounts of silica. Plates were produced with enhanced levels of between 0.5% and 5.0% of FSB. Composites extruded with 5% of FSB with 28 days of healing showed better results in toughness (TE) due to the increased introduction of FSB in the composite, but no difference between the chemical treatments. Composites extruded with 5% strengthening of FSB treated after 200 ageing accelerated cycles had higher water absorption (AA) and apparent porosity (AP). This fact should be explained with the higher hydration of cement which caused drastic mineralization FSB and off the fibre and fibre-matrix interface. Extruded composite with 5% FBC treated with 28 days and after 200 cycles with replacement of cement by 30% of ASB showed a decrease of modulus of rupture (MOR) and higher water absorption (AA). The substitution matrix (aggregate) and the highest water / cement ratio of the mixture affected this result. The results indicated that the extruded composites reinforced with fibre sugarcane bagasse and 30% ash sugarcane bagasse in Portland cement mortars can be used to produce building elements.

O objetivo do presente trabalho foi avaliar a microarquitetura, caracterizando a rede de canais e o sistema lacunocanalicular, e também, as propriedades biomecânicas, do osso cortical de ratos Wistar tratados com Ácido Zoledrônico. Vinte e um ratos machos foram divididos da seguinte forma: 12 animais alocados no grupo de animais submetidos ao experimento no quarto mês de idade e 9 alocados no grupo de animais submetidos ao experimento no nono mês de idade. Dentro destes grupos, os mesmos foram divididos em grupos controle e teste, sendo que no grupo teste os animais receberam três doses, no esquema de 7,5 g/kg, semanalmente. Após o uso da medicação, três animais foram eutanasiados nos respectivos períodos, após a última dose: 14 dias, 42 dias e 75 dias. Todos os animais tiveram suas mandíbulas, tíbias e fêmures dissecados. As tíbias e mandíbulas foram descalcificadas e processadas para inclusão em parafina, enquanto que, os fêmures foram armazenados para os testes biomecânicos. Imagens histológicas digitalizadas, provenientes das mandíbulas e tíbias, foram analisadas utilizando o processo de segmentação interativa, acessando as características da microarquitetura da rede de canais. O processo de reconstrução tridimensional, para caracterização do sistema lacunocanalicular, foi realizado nos cortes seriados proveniente das tíbias. Os fêmures foram analisados com os ensaios de microdureza, compressão e flexão em três pontos. Os resultados revelaram que a microarquitetura da rede de canais não foi alterada nas mandíbulas, no entanto, nas tíbias, houve diferença significante apenas nos animais de 4 meses de idade, nos quesitos área dos canais (p 0.0031), desvio-padrão da área (p 0.0338), perímetro dos canais (p 0.0068), desvio padrão do perímetro (p 0.0297) e porcentagem de matriz (p 0.0235). Os testes biomecânicos revelaram resultados que indicavam uma melhora nas características analisadas, que foi correlacionada apenas com o aumento da idade e não com o uso do ácido zoledrônico. A visualização tridimensional possibilitou analisar a distribuição dos osteócitos e dos canais, caracterizando o sistema lacunocanalicular, e constatou-se que nos animais de 4 meses o uso da droga causou uma descontinuidade na estabilidade da distribuição dos osteócitos. Conclui-se que o ácido zoledrônico não interferiu na microarquitetura da rede de canais do osso cortical das mandíbulas, enquanto que nas tíbias, nos animais jovens, houve uma modificação na microarquitetura e no sistema lacunocanalicular, revelando uma topologia mais heterogênea quando comparadas ao grupo controle. As propriedades biomecânicas não sofreram alterações quanto ao uso da droga, sendo evidenciada melhora nos parâmetros analisados relacionada apenas ao aumento de idade nos animais. / The aim of this study was to evaluate the microstructure, characterizing the bone channels network and the lacunocanalicular system, also, the biomechanical properties of the cortical bone of Wistar rats treated with Zoledronic Acid. Twenty-one male rats were separated as follows: 4-month-old (12 animals) and 9 month-old (9 animals). For each age they were divided in control and test group, and the test group received a 7.5 g/kg dose of the drug, once a week, for 3 weeks. In the 4 month-old test group they were euthanized at 14, 42 and 75 days after the drug injection and in the 9-month-old test group they were sacrificed at 14 and 75 days after medication. All animals had their mandible, tibia and femur dissected, and then, the mandible and tibia were decalcified and embedded in paraffin, and, the femur were stored for mechanical tests. Histological images were analyzed through developed algorithms using the SCILAB mathematical environment, getting percentage of bone matrix, ROI areas, ROI perimeters, their standard deviations and Lacunarity, as well, the images were accessed and processed to tridimensional visualization, to characterize the lacunocanalicular system. The femurs were analyzed by microhardness, three point bending and compression testing. The results revealed that the bone channels network in the mandible was not affected by the drug, whereas the tibia in the 4-month-old animals revealed a statistical difference between control and test groups, with the test group revealing more heterogeneity in the channels topography, as seen in results of bone matrix (p=0.0235), ROI area (p=0.0031), ROI area standard-deviation (p=0.0338), ROI perimeter (p=0.0068) and ROI perimeter standard-deviation (p=0.0297). The biomechanical tests showed an increased in strength, and that this event was age-related and not depending on the use of the drug. The tridimensional visualization allowed to analyze the osteocyte distribution in relation to the channels position, characterizing the lacunocanalicular system, and, it was found that the 4-month-old animals the drug caused a discontinuity in the stability of osteocyte distribution. In conclusion, the zoledronic acid not interfere in the bone channels network in the cortical bone of the mandible, however, in the tibia of the young animals, theres been an alteration in bone channels network and in the lacunocanalicular system, revealing more heterogeneity in the topography in these animals. The biomechanical properties were not altered after the use of the drugs, and the increased in strength being age-related.

O aço ferrítico-martensítico ODS Eurofer com 9%pCr (ODS - do inglês oxide dispersion strengthened), objeto de estudo dessa dissertação, é um potencial candidato para fins estruturais em reatores de fusão nuclear. Este material foi produzido via metalurgia do pó e consolidado por prensagem isostática. Em seguida sofreu laminação cruzada a quente e revenimento em 750°C por 2h. Esta foi a condição como recebida desse aço, o qual foi cedido pelo KIT (Karlsruher Institut für Technologie - Alemanha). Este aço possui 0,3%p de partículas de ítria (Y2O3) com diâmetro entre 10 e 30 nm. Uma das finalidades dessa dispersão de partículas de óxido é impedir a livre movimentação de contornos de grão no material, de modo a garantir a estabilidade microestrutural do mesmo sob recozimento. O aço ODS Eurofer como recebido foi laminado a frio com reduções de 20, 40, 60 e 80% da espessura e, posteriormente, foi recozido em diversas temperaturas entre 300 e 1350°C por 1h. Como o enfoque desse trabalho é sobre o aço ODS Eurofer recozido em altas temperaturas, para as temperaturas de 1250, 1300 e 1350°C foram feitos recozimentos adicionais (para o material com 80% de redução) variando-se o tempo de recozimento de 1 a 8 h. Para todos os recozimentos, com exceção dos realizados em 1350°C, o resfriamento das amostras se deu ao ar. Para a temperatura de 1350°C isso não foi possível e o resfriamento das amostras se deu no interior do forno. As amostras foram caracterizadas utilizando-se de medidas de dureza, medidas magnéticas e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Amostras representativas também foram analisadas utilizando-se de difração de elétrons retroespalhados (EBSD) e espectroscopia por energia dispersiva (EDS). Para recozimentos em temperaturas acima de 800°C seguidos de resfriamento ao ar o material sofreu uma transformação martensítica. Na faixa de temperatura entre 800°C e 1300°C verificou-se um ligeiro decréscimo na dureza do material. Para as amostras com 80% de redução e recozidas em 1250 e 1300°C por diversos tempos até 8 h, seguido de resfriamento ao ar, não ocorreu uma variação significativa tanto nos valores de dureza e de campo coercivo das amostras com o tempo de recozimento. Estes valores se mantiveram em um patamar bem superior ao verificado para as amostras sem recozimento. Para as amostras recozidas em 1350°C, devido às características do resfriamento a microestrutura resultou em grãos ferríticos, aproximadamente equiaxiais e com tamanho de grão médio da ordem de 15 ?m. Observou-se uma notável queda tanto no valor de dureza como de campo coercivo dessas amostras. A observação mais importante nesse caso foi a observação de partículas da ordem de 100 nm ricas em ítrio no interior dos grãos, uma evidência de que ocorre o engrossamento das partículas de ítria nessa temperatura. Em virtude disso, a capacidade dessa dispersão de óxidos em impedir a livre movimentação de contornos de grãos no material fica prejudicada em 1350°C. / The object of this study is Eurofer 9% Cr Oxide Dispersion Strengthened (ODS) steel. This ferritic/martensitic steel is a potential candidate for structural applications in nuclear fusion reactors. It is produced through powder metallurgy and consolidated by hot isostatic pressing. The material undergoes hot cross lamination and is tempered at 760 °C. This was the condition of the steel as received, which was provided by KIT (Karlsruher Institut für Technologie, Germany). This steel contains 0.3 wt% yttria particles (Y2O3) with a diameter in the range 10-30nm. The main purpose of this oxide particle dispersion is to prevent the free movement of the grain boundaries in the material, so as to ensure stability of the microstructure during annealing. The material as received was cold rolled to reduce thickness by 20, 40, 60 and 80%. It was annealed at different temperatures from 300 to 1350 °C for 1 h. The focus of this study is the effects of high temperature annealing on the microstructure of ODS Eurofer. For this purpose, additional heat treatments were carried out on the steel that had been rolled to reduce thickness by 80% at temperatures of 1250, 1300 and 1350 °C. Annealing time varied between 15 min and 8 h. For all annealing conditions, except those carried out at 1350 °C, the samples were air cooled. For the temperature of 1350 °C, this was not possible. These samples were cooled in the oven. The samples were characterized using hardness testing, magnetic testing, and scanning electron microscopy (SEM). Representative samples were also analyzed using electron backscatter diffraction (EBSD) and energy dispersive spectroscopy (EDS). For annealing at temperatures above 800 °C, the material underwent a martensitic transformation after air cooling. Between 800 and 1300 °C, there was a slight decrease in the hardness of the material. For samples with 80% reduction annealed at 1250 and 1300 °C followed by air cooling, annealing time up to 8h didn\'t lead to a significant variation in either the hardness or the coercive field. Both hardness and coercive field of these samples were at a level well above the samples without annealing. For samples annealed at 1350 °C, due to the cooling characteristics of the samples, the microstructure took on a ferritic matrix with equiaxed grains with an average grain size of 15 um. There was a remarkable decrease in hardness and coercive field values of these samples. The most important result in this case was the observation of yttria-rich particles of the order of 100nm inside the grains. This is an evidence of the coarsening of the yttria particles at this temperature. As a result, the capacity of oxide dispersion to prevent the free movement of grain boundaries in the material is impaired at 1350°C.

A textura tem posição de destaque na qualidade da carne, podendo ser considerada como a característica sensorial de maior influência na aceitação por parte dos consumidores. Nesse contexto, as técnicas de determinação da textura da carne são de extrema importância. Assim, o objetivo desta dissertação foi o estudo comparativo de três técnicas de determinação da força de cisalhamento de carnes, utilizando-se dois equipamentos diferentes: o Warner-Bratzler Shear com sua lâmina padrão e um Texturômetro modelo TAXT2i (SMS) com duas lâminas de espessuras diferentes (3,05 e 1,01 mm), com a intenção de se obter correlações entre as diferentes técnicas utilizadas. Foram determinadas as forças de cisalhamento em seis cortes cárneos (5 bovinos e 1 suíno) com a finalidade de se obter as correlações numa ampla faixa de força de cisalhamento. Outras análises (Composição química, Perdas de água por cozimento e Microestrutura) foram realizadas para complementar as informações dos efeitos das três técnicas utilizadas sobre as respectivas respostas. Os dados obtidos nos testes de cisalhamento foram submetidos a uma análise descritiva visando determinar as variações entre os resultados de cada corte. A composição química, a microestrutura e as perdas de água foram utilizadas para explicar possíveis causas das variações. Foram feitas análises de regressão, obtendo-se modelos de correlação entre os dados obtidos com o Warner-Bratzler Shear e o texturômetro com as duas lâminas estudadas. Os resultados obtidos com Texturômetro utilizando-se lâmina de 3 mm superestimaram os resultados, indicando menor maciez do que as outras técnicas. Não se observou relação entre a composição química e a perda de água por cozimento com a textura das carnes. Entretanto, os resultados das análises com microscopia eletrônica de varredura permitiram explicar a variabilidade dos resultados da força de cisalhamento. / Texture has a prominent position on the quality of meat, and it can be considered the most influential sensory characteristic on consumers\' acceptance. In this sense, the techniques for texture determination of meat are very important. Thus, the aim of this dissertation was a comparative study of three techniques of determination of shear force of meat, using two different equipments: Warner-Bratzler Shear, with its standard blade; and the Texturometer TAXT2i, with two blades with different thicknesses (3.05 and 1.01 mm), for obtaining correlations between these different techniques. The shear forces were determined in six meat cuts (5 bovines and 1 swine) allowing correlations over a wide range of shear force. Other analyzes (chemical composition, water losses during cooking and microstructure) were performed to supplement the information of the effects of three techniques on shear force results. The data obtained in the shear tests were subjected to a descriptive statistical analysis in order to determine variations between the results for each cut. The chemical composition, microstructure and water losses were used to explain the possible causes of variations. Regression analyzes were performed and linear models of correlation between the data obtained with Warner-Bratzler Shear and the two blades texturometer were established. The results obtained with the 3 mm blade texturometer overestimated the results, suggesting lower softness than the other techniques. There was no relationship between the chemical composition and water loss during cooking with the meat texture. However, the results of analysis with scanning electron microscopy allowed explain the variability of the results of shear force.

O método adiabático hiperesférico (HAA) é usado para a determinação das energias e funções de onda dos estados ligados de um íon negativamente carregado (D-), na presença de um campo magnético, em semicondutores. Experimentalmente, a energia de ligação desse sistema é medida com o íon confinado em poços de potencial, ou seja, o sistema é quasi-bidimensional, mas, nesse trabalho é usada a aproximação teórica na qual o sistema é considerado como sendo estritamente bidimensional. Usando uma variável angular hiperesférica modificada, curvas de potencial são obtidas analiticamente, permitindo um cálculo preciso dos níveis de energia deste sistema. O método permite a determinação de um limite superior e um inferior para as energias, cujos valores têm sido obtidos por um procedimento não-adiabático. Os resultados têm precisão comparável aos resultados variacionais encontrados na literatura. / The adiabatic hyperspherical approach (HAA) is used to determine the energies and wave functions of the bound states of a negatively charged ion (D-), in the presence of a magnetic field, in semiconductors. Experimentally, the bound energy of this system is measured with the ion confined in quantum wells, or either, the system is quasi-two dimensional, but, in this work is used the theoretical approach in which the system is considered as being strict1y two dimensional. U sing a modified hyperspherical angular variable, potential curves are analytically obtained, allowing an accurate calculation of the energy levels of this system. The method allows to the determination of an upper and lower limit for the energies, whose values have been gotten by a nonadiabatic procedure. The results have comparable accuracy to the variational results found in literature.

Additive manufacturing (AM) for metals is a manufacturing process that has increased a lot in popularity last few years as it has experienced significant improvements since its beginning, both when it comes to accuracy and deposition rates. There are many different AM processes where the energy sources and deposition methods varies. But the common denominator is their layer wise manufacturing process, melting layer on layer. AM has a great design freedom compared to conventional manufacturing, making it possible to design new structures with decreased weight and increased performance.  A drawback is slow manufacturing speeds, making it more expensive. But when it comes to low lot sizes and complex structures AM is very competitive. So, for the aerospace and space industry AM is a good option as manufacturing cost is less of an issue and where saving weight is of great concern, both environmentally and economically.  There are however many topics left to research before additive manufactured titanium can be widely adopted for critical components, such as microstructure and texture development and its correlation to mechanical properties. The aim of this work has been to investigate the microstructure and texture of various AM processes. Microstructural features such as prior β grains, grain boundary α (GB-α), α laths, α colonies have been characterized along with hardness measurements for 5 different AM processes. Some of these AM processes have also been investigated in the SKAT instrument in Dubna, Russia, to obtain their texture. These textures have then been compared with one another and correlated to previous microstructural investigations and mechanical properties. This is important knowledge as the microstructure and the texture sets the basis for the mechanical properties. In case there is a high texture, the material can have anisotropic mechanical behavior, which could be either wanted or unwanted for different applications.   Some the findings are that α phase was found to increase in the prior β grain boundary for the AM processes with low cooling rates, while it was discontinuous and even non-present for the AM processes with high cooling rates. The prior β size are larger for the directed energy deposition (DED) processes than for the powder bed fusion (PBF) processes. Parallel bands were present for the DED process while being non-present for the PBF processes. Concerning the texture, it was found that LMwD had a higher texture than EBM and SLM. Texture inhomogeneity was also found for the LMwD process., where two parts of the same sample was investigated and the material closer to the surface had higher texture.

O objetivo deste estudo foi a Y-TZP odontológica submetida ao envelhecimento hidrotérmico acelerado (EH). Especificamente: a) determinar a curva cinética de transformação de fase tetragonal para monoclínica; b) calcular a velocidade de crescimento da frente da camada transformada durante o EH; c) avaliar a relação entre a porcentagem de fase monoclínica e profundidade da transformação de fase com a resistência à flexão biaxial (FB); d) avaliar o efeito da associação do EH e fadiga na resistência à FB. Discos sinterizados (YZ- Vita YZ, LP-Lava Plus) foram submetidos ao EH a 120°C, 130°C e 150°C e analisados por difração de raios X (DRX). Uma amostra por grupo foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e tomografia de coerência óptica (OCT) para calcular a profundidade de transformação de fase e a velocidade da frente de transformação. Grupos de (YZ, LP e LA-Lava) foram submetidos ao EH (150°C) por (n=10): 0, 5, 25, 70 e 140 horas. Após o EH os grupos de YZ foram novamente divididos (n=10): com e sem ciclagem mecânica, todas as cerâmicas foram submetidas ao teste de flexão biaxial (ISO 6872) e análise de variância 1 fator (ANOVA) (α=0,05) para comparar os resultados. Os resultados de DRX indicam que a Y-TZP apresenta um comportamento sigmoidal de transformação de fase devido à limitação da profundidade de penetração dos raios X (~6,3 μm). As análises de MEV e OCT confirmaram o crescimento linear da frente de envelhecimento em função do tempo para todas as temperaturas. O ANOVA 1-fator demonstrou redução de 10-19% da resistência à FB após 140 horas de envelhecimento (150°C) para todas as cerâmicas, havendo correlação negativa entre profundidade da camada transformada e resistência à FB. Extrapolando os resultados de profundidade para 37°C foi calculado que a frente de transformação de fase levaria 1053 e 2104 anos para atingir a profundidade de 62,67μm e 85,55μm responsáveis pela diminuição da resistência mecânica da YZ e LP, respectivamente. A associação do EH com a ciclagem mecânica não apresentou efeitos deletérios para a YZ. O OCT foi validado como método preciso, fácil e rápido para avaliação da camada transformada e estudos de cinética. / The aim of this study was to evaluate the aging behavior of a dental Y-TZP submitted to an accelerated hydrothermal aging (HA). Specifically: a) determine the kinetic curve of tetragonal to monoclinic phase transformation (t-m); b) calculate the speed of the front of phase transformation zone growth during the HA; c) evaluate the relationship between percentage of monoclinic phase and depth of phase transformation with the biaxial flexural strength (BF); d) evaluate the effect of the association of HA and fatigue at the BF. Sintered discs of dental Y-TZP (YZ- Vita YZ, LP- Lava Plus) were submitted to HA at 120°C, 130°C and 150°C and analyzed by X-ray diffraction analysis (XRD). One specimen of each group was submitted to scanning electron microscopy (SEM) and optical coherence tomography (OCT) to calculate the phase transformation depth and the speed of the front transformation zone. Groups (YZ, LP and LA-Lava) were divided according to the aging time (n=10): 0, 5, 25, 70 and 140 hours (150°C/3.01 bar). After the HA the YZ group was divided once again (n=10): with and without mechanical cycling, all ceramics were submitted to biaxial flexural strength test (ISO 6872) and one way analysis of variance (ANOVA) (α=0.05) to compare the results. XRD results indicated that YTZP presented a sigmoidal behavior due to the limited depth of XRD penetration (~6.3 μm). SEM and OCT analysis confirmed a linear growth of the front as function of the time to all temperatures One way ANOVA showed a decrease in mechanical strength (10-19%) after 140 hours of HA (150°C) for all ceramics. Extrapolating the depth of the transformed zone results to 37°C it was calculated that the front of the transformed zone would take around 1053 and 2104 years to reach 62.67μm and 85.55μm, depth that decreased the mechanical strength of the YZ and LP, respectively. The association of HA and mechanical cycling did not present a deleterious effect for the YZ. The OCT was validated as a precise, easy and fast method to evaluate the depth of the transformed zone and for kinetics studies.